Las dos formas principales de generar electricidad a partir del sol son la fotovoltaica de película delgada (PV) y varios tipos de silicio cristalino. La PV de película delgada implica el recubrimiento de un material de sustrato con uno o más compuestos semiconductores. Estas películas delgadas consisten típicamente en silicio amorfo, seleniuro de cobre, indio, galio o telururo de cadmio. Otros sistemas fotovoltaicos de película fina utilizan tintes o compuestos orgánicos. Cada uno de estos materiales puede utilizar esencialmente la luz solar para crear electricidad a través del proceso fotovoltaico.
Algunas de las primeras células fotovoltaicas de película delgada se utilizaron para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como calculadoras. La tecnología se ha mejorado desde entonces, y las celdas fotovoltaicas de película delgada de bajo costo pueden proporcionar electricidad al costo de la energía de la red o por debajo del mismo en algunas circunstancias. Estas células solares se construyen depositando una sustancia que tiene potencial fotovoltaico sobre un material de sustrato. Tanto el sustrato como el semiconductor fotovoltaico pueden variar en composición, dando lugar a una amplia variedad de diferentes celdas de película delgada. Las celdas de película delgada más pequeñas tienen solo unos pocos nanómetros de espesor, aunque otras son mucho más gruesas, y las celdas disponibles comercialmente utilizan materiales de sustrato más sustanciales.
Además de los compuestos fotovoltaicos y los materiales del sustrato, las celdas de película delgada también incluyen recubrimientos antirreflectantes y transparentes y contactos óhmicos. Funcionan de manera similar a las células solares tradicionales, ya que los fotones de la luz solar golpean el semiconductor fotovoltaico y hacen que algunos de los átomos componentes pierdan electrones. Los electrones que se liberan de esta manera tienden a moverse hacia los contactos óhmicos en forma de electricidad. Las células fotovoltaicas de película fina suelen presentar una baja eficiencia, aunque también son bastante económicas de producir. Esto puede permitir que grandes instalaciones generen una cantidad considerable de electricidad.
Las células fotovoltaicas de película fina están disponibles comercialmente en tiras largas. Este tipo de material puede ser adecuado para la instalación de cubiertas solares. Dado que las celdas de película delgada suelen ser menos costosas que las celdas solares tradicionales, puede ser más asequible cubrir todo un techo. El menor peso asociado con la película delgada también puede crear menos carga de estrés que un número similar de paneles solares.
Los paneles solares tradicionales y voluminosos suelen estar hechos de silicio cristalino y otros materiales similares. Estas células solares operan con los mismos principios básicos que la fotovoltaica de película delgada, aunque en una escala algo diferente. La tecnología de silicio cristalino tiende a ser más costosa que otras fotovoltaicas y también ha experimentado mejoras basadas en la investigación de películas delgadas. Además de ser más costosos, estos paneles solares también pueden ser más eficientes que las instalaciones de película delgada comparables.